A0級以上新能源汽車市占率60%，全球齒輪制造大廠的數(shù)字化實踐

齒輪，作為高精度產(chǎn)品，自古以來一直在人類的工業(yè)、技術(shù)和生產(chǎn)歷程中扮演著關(guān)鍵角色，象征著工匠精神、創(chuàng)新和技術(shù)發(fā)展。在工業(yè)領(lǐng)域，齒輪的地位類似于計算中的芯片。它們廣泛應(yīng)用于汽車、制造設(shè)備中，具有高精度和復(fù)雜工藝的特點。

以對轉(zhuǎn)速有著極致要求的新能源汽車為例，齒輪對其而言既是安全件又是精密件，既要保證安全又要確保高速低噪。因此，新能源汽車對齒輪的精度和強(qiáng)度要求都特別高，長期以來，我國能夠規(guī)?；a(chǎn)精鍛齒輪的企業(yè)幾乎是鳳毛麟角。

本期《行知數(shù)字中國》將走進(jìn)我國杰出的齒輪制造企業(yè)之一——浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司（以下簡稱“雙環(huán)傳動”）。雙環(huán)傳動專注齒輪生產(chǎn)已經(jīng)有 40 年，目前其產(chǎn)生的齒輪占中國 A0 級以上新能源汽車的 60%，也就是說，路上跑的每十輛新能源汽車?yán)?，大概有六輛用上了它家的齒輪。

這一亮眼成績的背后，數(shù)字化轉(zhuǎn)型功不可沒?！拔覀兯斫獾臄?shù)字化是可以讓制造更簡單、讓企業(yè)管理更高效。”雙環(huán)傳動董事、副總經(jīng)理李水土在接受 InfoQ 采訪時表示，優(yōu)秀的企業(yè)，產(chǎn)品是捅上天，文化是扎下根，中間的管理應(yīng)確保順暢高效。

他指出，雙環(huán)傳動在過去十年中經(jīng)歷了顯著的變化，原來主要給世界 500 強(qiáng)做配套（代工），現(xiàn)在可以做自己的品牌和產(chǎn)品，以制造養(yǎng)技術(shù)、養(yǎng)研發(fā)，實現(xiàn)研發(fā)和制造兩翼齊飛。某種程度上看，雙環(huán)傳動的數(shù)字化過程可以視為一場命運(yùn)之齒輪的關(guān)鍵轉(zhuǎn)動，不僅塑造著雙環(huán)傳動自身的未來，也讓我們看到了未來制造業(yè)的方向。

每個齒輪都有“身份證”

在早期，雙環(huán)傳動曾面臨產(chǎn)品質(zhì)量控制的挑戰(zhàn)。比如產(chǎn)品在市場上出現(xiàn)了客戶的抱怨和投訴，內(nèi)部卻難以追溯到投訴的原因，因為當(dāng)時信息化條件尚未成熟，無法確定產(chǎn)品制造的具體時間、尺寸、機(jī)床、以及產(chǎn)品特性等詳細(xì)信息。而這種情況經(jīng)常導(dǎo)致市場問題不能夠及時解決，客戶的需求無法得到滿足。

大約十年前，雙環(huán)傳動開始思考如何更好地為客戶提供服務(wù)，并借助信息化解決制造問題。同時，他們采用了豐田精益生產(chǎn)管理模式（TPS）管理系統(tǒng)，包括成品條碼系統(tǒng)和車間工票系統(tǒng)，將管理信息化與制造精益化相結(jié)合。

具體而言，雙環(huán)傳動通過數(shù)字化技術(shù)將線下生產(chǎn)行為從線下“遷移”到線上進(jìn)行模擬，每個產(chǎn)品都有獨特的“身份證”（二維碼），包含了原材料、材料經(jīng)銷商、加工參數(shù)，以及齒輪產(chǎn)品本身的尺寸、噪音表現(xiàn)等詳細(xì)的制造信息。

“因為每個齒輪的二維碼都是不一樣的，當(dāng)它們進(jìn)入到市場，我們就可以實時掌握、了解和追溯這些信息，回來隨時隨時隨地的可以去了解這些信息?！崩钏翉?qiáng)調(diào)，這使雙環(huán)傳動實現(xiàn)了整個產(chǎn)品制造過程的追溯和管理。

此外，雙環(huán)傳動還面臨另一大挑戰(zhàn)，即信息孤島。齒輪制造本身的工藝要求，以及汽車產(chǎn)業(yè)鏈的復(fù)雜性，使得產(chǎn)品從生產(chǎn)到推向市場的全生命周期過程中，信息共享的難度非常之大。無論是內(nèi)部不同車間之間，還是與供應(yīng)商、客戶之間，很多信息都是孤立的?！氨热?，在整個客戶市場，我們還有多少產(chǎn)品留存，車間里的生產(chǎn)進(jìn)度如何，很多細(xì)節(jié)往往搞不清楚。”

而通過數(shù)字化平臺的構(gòu)建，所有信息都可以在線上呈現(xiàn)，很好地解決了雙環(huán)傳動面對市場和供應(yīng)商時的被動局面。對于客戶而言，可以清楚地知道所需的齒輪在哪里生產(chǎn)、生產(chǎn)到什么狀態(tài)、什么時候可以抵達(dá)汽車生產(chǎn)車間等等；而對于供應(yīng)商而言，他們同樣可以掌握雙環(huán)傳動的產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度，進(jìn)而預(yù)測和安排原材料的供應(yīng)。

“需要綜合的平臺，才可以把信息聚合起來，打通各環(huán)節(jié)的工作，否則信息是斷的、效率也低下?！崩钏林赋觥?/p>

沒有精益的數(shù)字化如“空中樓閣”

信息化 + 精益化 + 自動化，是雙環(huán)傳動的數(shù)字化轉(zhuǎn)型“鐵三角”。

談到精益生產(chǎn)和數(shù)字化結(jié)合的邏輯，李水土進(jìn)一步闡述道，精益生產(chǎn)是雙環(huán)傳動一切制造活動的基礎(chǔ)，精益可以讓線下生產(chǎn)作業(yè)更有序、更規(guī)范，以減少浪費，提高效率。而數(shù)字化把規(guī)范過的作業(yè)，通過萬物互聯(lián)的技術(shù)遷移到線上，繼而收集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對整個生產(chǎn)運(yùn)營過程的有效管理。

他強(qiáng)調(diào)，數(shù)字化本身只是一個工具，它不能解決如何制造產(chǎn)品和組織生產(chǎn)的問題，這是精益制造的任務(wù)。但數(shù)字化能讓企業(yè)更好地利用數(shù)據(jù)。

過去，企業(yè)的決策結(jié)果往往是滯后的，精益管理的相關(guān)動作及其反饋時效性不足，這在很大程度上限制了其價值發(fā)揮。而通過數(shù)字化工具，制造企業(yè)可以實時了解其生產(chǎn)過程中的各種數(shù)據(jù)，比如生產(chǎn)成本、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量。借此，再通過精益化手段對成本進(jìn)行控制、對生產(chǎn)效率和質(zhì)量進(jìn)行提升，可以使得整個生產(chǎn)過程處于一個可管理和可控制的狀態(tài)，而不再需要依賴事后的監(jiān)測和反饋。

“無論是供應(yīng)商、客戶、生產(chǎn)車間、質(zhì)量部門，都可以在同一個平臺上進(jìn)行協(xié)作，這可以大大提高管理效率和效果。比如，對管理者來說，只要在辦公室里就可以隨時打開某個車間，查看它的生產(chǎn)狀態(tài)、實時的生產(chǎn)進(jìn)度、質(zhì)量情況、設(shè)備狀態(tài)等等，進(jìn)而做出進(jìn)一步的決策?！?/p>

換句話說，精益化是方法論，而數(shù)字化可以把這個方法論固化沉淀下來，變成標(biāo)準(zhǔn)的、可復(fù)制的?！白尮S從無序到有序、從有序到高效的轉(zhuǎn)變需要精益化和數(shù)字化的互相促進(jìn)?！崩钏粮锌?，“沒有精益的數(shù)字化是空的，就如空中樓閣。”

融合 40 年制造和 20 年精益管理經(jīng)驗做一個系統(tǒng)

承載雙環(huán)傳動精益經(jīng)驗的數(shù)字化平臺，是其自主研發(fā)的數(shù)字化制造運(yùn)營管理平臺——D-MOM?；诰妗⒆詣踊托畔⒒瓌t構(gòu)建，D-MOM 是一個公有的平臺，各部門在上面能夠高效協(xié)同工作，實現(xiàn)去中心化管理并共享數(shù)據(jù)。

這一平臺的獨特之處在于它融合了雙環(huán)傳動 40 年的制造經(jīng)驗和 20 年的精益管理經(jīng)驗，滿足了離散制造管控的需求。“大約在 10 年前，我們嘗試聯(lián)系了多家軟件公司，卻發(fā)現(xiàn)它們難以將我們擁有的多年制造經(jīng)驗和精益管理經(jīng)驗融入到一個平臺之中?！崩钏粱貞浾f，數(shù)字化轉(zhuǎn)型一直是兩層皮，搞系統(tǒng)的人不懂業(yè)務(wù)，搞業(yè)務(wù)的人不懂系統(tǒng)。

因此，面對這一情況，雙環(huán)傳動決定采取主動的方式，召集 IT 人才，將企業(yè)的運(yùn)營經(jīng)驗沉淀下來并寫成一套平臺?！耙坏┻@個平臺建立起來，我們可以將這些寶貴的經(jīng)驗傳授給其他離散制造領(lǐng)域的企業(yè)，為整個產(chǎn)業(yè)做出貢獻(xiàn)。當(dāng)時，這就是我們的愿景和行動計劃。”

通過自主研發(fā) D-MOM 數(shù)字化制造運(yùn)營管理平臺，雙環(huán)傳動實現(xiàn)了企業(yè)制造數(shù)字化技術(shù)和數(shù)據(jù)分析應(yīng)用技術(shù)的自主可控，填補(bǔ)了國內(nèi)參數(shù)級 MES 領(lǐng)域的空白。這一平臺不僅涵蓋了生產(chǎn)、工藝、質(zhì)量、能源、設(shè)備、倉儲、績效、刀具等十多個子系統(tǒng)，還實現(xiàn)了作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、流程協(xié)同化、過程可視化和追溯全程化。

D-MOM 平臺采用微服務(wù)架構(gòu)，可實現(xiàn)集團(tuán)化部署，基于精益原則的構(gòu)建，實現(xiàn)了信息技術(shù)（IT）、運(yùn)營技術(shù)（OT）和企業(yè)技術(shù)（ET）的深度融合，以及與其他企業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的互聯(lián)互通。此外，該系統(tǒng)還與 PLM、ERP、CRM、SRM、OA 等系統(tǒng)高度融合，同時對接大數(shù)據(jù)平臺，從而實現(xiàn)了數(shù)據(jù)應(yīng)用、企業(yè)智能管理與決策。

雖然 D-MOM 是自主研發(fā)而來，但也吸收了來自多個合作伙伴的先進(jìn)管理經(jīng)驗和技術(shù)。李水土表示，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化進(jìn)程里，不是單一企業(yè)可以獨自完成所有工作的。比如在大數(shù)據(jù)分析上，雙環(huán)獲得了中科院在技術(shù)上的支持，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)上得到了浙大計算機(jī)研究院的協(xié)助，企業(yè)精益管理上則有哈博特的建議。

做一個全世界最好的齒輪制造工廠

去年 11 月，雙環(huán)傳動位于浙江臺州的新能源汽車零部件工廠，被浙江省評為“未來工廠”?？梢哉f，這是其數(shù)字化與精益化融合成果的“集大成者”。

據(jù)介紹，該“未來工廠”項目以雙環(huán)傳動本部六分公司為建設(shè)點，占地面積 24000 平方米，總投資高達(dá) 4.2 億元。未來工廠項目的年產(chǎn)能達(dá) 150 萬套新能源汽車齒輪，年銷售額 9.6 億元，人均年產(chǎn)值超 150 萬元。

“當(dāng)時建廠時，我們的出發(fā)點就是要做一個全世界最好的齒輪制造工廠。而衡量‘最好’的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一，就是生產(chǎn)出能夠滿足市場精度需求的產(chǎn)品?！崩钏林赋?。

如今，在這個工廠里，平均每 20 秒就會有一個齒輪產(chǎn)品被生產(chǎn)出來，整個生產(chǎn)過程都實時在線上記錄和呈現(xiàn)，實現(xiàn)了可管可控。并且加工精度最高達(dá)到了 2μm（1μm 相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的 1/60），適用轉(zhuǎn)速最高達(dá) 19000rpm（燃油車轉(zhuǎn)速平均 3000rpm-6000rpm），突破國際短板。

李水土介紹道，未來工廠從投入到量產(chǎn)大概用了近一年時間，項目采用“1+5”的新模式，即一個企業(yè)智能大腦 + 數(shù)字化設(shè)計、智能化生產(chǎn)、安全化管控、數(shù)字化管理、綠色制造五大平臺。技術(shù)層面以 5G、邊緣計算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)與人工智能等新一代信息技術(shù)為支撐，達(dá)到 IT、ET、OT 的高度融合。

“背后的這套邏輯和思路在工廠籌建之初的論證階段，就已經(jīng)有了基本雛形，但是在工廠建完之后，我們還會回頭進(jìn)行復(fù)盤，重新審視哪些地方還可以進(jìn)一步完善，并形成文檔，讓后來的員工也可以通過文檔進(jìn)行學(xué)習(xí)?！?/p>

李水土總結(jié)了雙環(huán)傳動未來工廠項目在實施過程中的四大策略牽引：

以精益驅(qū)動、實現(xiàn)卓越運(yùn)營。運(yùn)用精益思想，采用數(shù)字化手段，分析現(xiàn)狀、確立目標(biāo)、制定改善、確認(rèn)效果、固化標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化、可持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)管理。

全面實現(xiàn)自動化。尤其在生產(chǎn)上突破現(xiàn)有效率瓶頸?；诠に嚵鞒痰淖詣踊瘑卧ㄔO(shè)，并與物流系統(tǒng)對接，實現(xiàn)物料、工裝夾具、刀具等自動更換。

數(shù)據(jù)流通流程管理引擎。以全業(yè)務(wù)流程優(yōu)化為目標(biāo)的全面信息化建設(shè)，業(yè)務(wù)主導(dǎo)數(shù)據(jù)流程，數(shù)據(jù)反推業(yè)務(wù)進(jìn)步。

橫向拉通，縱向協(xié)同，全面連全通。內(nèi)部各生產(chǎn)單元之間實現(xiàn)全局資源分配、產(chǎn)品的全生產(chǎn)周期管理。面向供應(yīng)商，實時數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)外協(xié)能力、工廠計劃、資源的實時協(xié)同，以實現(xiàn)準(zhǔn)時交付。

“一把手工程”是從董事長到部門長所有一號位的責(zé)任

在十多年的數(shù)字化轉(zhuǎn)型探索歷程里，雙環(huán)傳動無可避免面臨過一系列挑戰(zhàn)和經(jīng)驗教訓(xùn)。其中，李水土認(rèn)為有兩大挑戰(zhàn)是最棘手的。

首先是確保數(shù)字化策略與企業(yè)戰(zhàn)略的一致。數(shù)字化領(lǐng)域近些年涌現(xiàn)了許多新概念、新思路和領(lǐng)先的技術(shù)。然而，在缺乏深入理解的情況下，業(yè)務(wù)團(tuán)隊可能不熟悉數(shù)字化領(lǐng)域的具體技術(shù)和應(yīng)用場景，因此可能盲目追求聽起來很好的名詞。

比如雙環(huán)傳動曾經(jīng)推進(jìn)一個 APS 項目（自動排程系統(tǒng)），被“自動排程”這個概念吸引后就匆忙上項目，上完后卻發(fā)現(xiàn)這個概念與自家的業(yè)務(wù)場景融合效果不好，反而增加了工作量，導(dǎo)致項目失敗。

李水土坦言，這樣的案例并不罕見，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功與否在很大程度上依賴于業(yè)務(wù)的融合。如果業(yè)務(wù)無法與數(shù)字化概念相融合，就會導(dǎo)致失敗。

第二，人才匹配也是關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)制造型企業(yè)中缺乏數(shù)字化人才，這些人才需要同時了解制造、業(yè)務(wù)和數(shù)字化流程。因此，招聘和培養(yǎng)這些人才是另一大挑戰(zhàn)。

這些年，雙環(huán)傳動主要通過培訓(xùn)、輪崗和擴(kuò)招人才等舉措應(yīng)對數(shù)字化人才短缺的難題。目前，雙環(huán)傳動已經(jīng)有專門負(fù)責(zé)推動數(shù)字化建設(shè)的人才，包括軟件開發(fā)人員、產(chǎn)品經(jīng)理以及執(zhí)行各種數(shù)字化項目的團(tuán)隊成員，一共有 60 多人。

但對于公司老員工而言，轉(zhuǎn)型和變革往往會觸及到部分利益，這可能導(dǎo)致他們不愿意接受改變?！?0 年經(jīng)驗，是好事情也是壞事情，這使得數(shù)字和業(yè)務(wù)的融合是個挑戰(zhàn)。有時候要打破固有的習(xí)慣和觀念?！?/p>

比如，在中國制造型企業(yè)中，許多部門長可能已經(jīng)年過四十。這些人面臨數(shù)字化有可能會感到擔(dān)憂和不安，但如果他們不愿改變，整個部門的數(shù)字化轉(zhuǎn)型也將受到阻礙。

李水土強(qiáng)調(diào)，“但數(shù)字化是大勢所趨，一定要轉(zhuǎn)變他們的觀念，讓大家意識到不做數(shù)字化就沒有效率，同時要相應(yīng)地制定一些新的‘規(guī)則’，讓更多人接受和擁抱數(shù)字化?！?/p>

在他看來，要解決以上問題，關(guān)鍵在于把數(shù)字化轉(zhuǎn)型視為“一把手工程”，但值得一提的是，“一把手工程”不僅僅是董事長或總經(jīng)理的責(zé)任，而需要從董事長到每個業(yè)務(wù)部門的一號位部門長等更多一把手角色的廣泛參與。

總結(jié)而言，一方面，從公司的集團(tuán)層面來看要明確數(shù)字化戰(zhàn)略，明確在幾年內(nèi)要達(dá)到什么目標(biāo)，這需要有清晰的認(rèn)知，以及對資源投入的決策；另一方面，還需要中層部門領(lǐng)導(dǎo)對部門的傳統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，使其更加規(guī)范、合乎邏輯，并通過數(shù)字化手段將部門內(nèi)積累的豐富經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為可見、可觸摸的知識，然后將這一知識沉淀到系統(tǒng)中，從而實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

寫在最后：數(shù)字化是傳統(tǒng)制造業(yè)的再生力量

數(shù)字化不是顛覆的力量，而是一種再生的力量，能實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的再生，使傳統(tǒng)的制造業(yè)不斷提升創(chuàng)造價值的能力。

在近三年時間里，雙環(huán)傳動公司每年用于數(shù)字化轉(zhuǎn)型的硬件和軟件以及人才投入大致在 3000 萬元左右。

李水土直言，數(shù)字化的投入和回報是一個從隱性到顯性的過程，一開始肯定是投入大于回報，要實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，通常需要三到五年的時間。因此在前期，內(nèi)部可能只是逐步解決一些具體的問題，點對點地改進(jìn)，雖然沒有整體效益的明顯改變，但也有立竿見影的效果，比如設(shè)備的效率會立即提高，或者質(zhì)量管理得到改善，穩(wěn)定性和平均質(zhì)量水平都有所提高。

整體來看，雙環(huán)傳動未來工廠在過去三年里的整體綜合降本累計 5500 萬元，在設(shè)備利用率、產(chǎn)品研制周期和產(chǎn)品生產(chǎn)效率、能源利用率等指標(biāo)上獲得 20%～30% 的提升。

“看了我們工廠以后，很多人都會有很多的想法，其實制造可以用換種眼光去看，工廠可以想象成另外一種工廠去做。制造還是很有前途的，數(shù)字化是傳統(tǒng)制造業(yè)的再生力量。”李水土感慨道，很多企業(yè)家常說企業(yè)很難辦、很操心，苦惱怎么樣才能讓制造更簡單一點，讓制造更高效，對雙環(huán)傳動來說，唯一的答案就是數(shù)字化轉(zhuǎn)型。